水泥漿在固井施工安全中的應用

霍維維

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院，黑龍江 大慶 163413）

固井的主要目的是保護和支撐油氣井內的套管，封隔油、氣和水等地層，保證油水井正常生產的重要作業手段，固井質量的好壞直接影響油水井的工作效率和壽命。影響固井質量的因素很多，各個因素的作用機理不同，而且各個因素之間也會相互作用，影響固井質量和后期開采。通過查閱資料以及工作經驗，分析影響固井質量的因素，通過研究對于提高固井質量具有重要的意義。在固井施工過程中，水泥漿是重要的質量影響因素，由于固井施工的隱蔽性特征，使得安全管理工作開展面臨多方面挑戰，通過水泥漿性能參數進行研究分析，確保各項參數能夠達到施工質量控制要求，是技術管理工作開展的重要內容。

1 水泥漿性能組成

水泥漿應用于固井施工中，對施工質量具有重要的保障作用，具體性能包括水泥漿的密度、失水、流動性、封固段長度、環空返速等。由于水泥漿生產工藝和施工環境因素影響，使得具體參數與固井施工要求存在偏差，進而對施工質量造成影響[1]。

2 水泥漿在固井施工安全中的影響因素

2.1 現場供料與試樣存在差異

固井設計不合理，未能根據地質狀況、油氣井特點和井眼條件進行合理地設計，設計不具有針對性。按照原則，每口井都應該是“一井一策”，重點井更應該組織專家進行論證設計方案。固井前期的準備工作，不能依據所謂的經驗進行固井設計，尤其是水泥漿的化驗工作更是重中之重，水泥漿的化驗對于固井來說有著舉足輕重的地位，只有做好了化驗工作，現場固井工程師才能有把握地去進行固井作業。當然還有如水泥漿流變性能和注替設計不合理，造成水泥漿頂替效率差，這都是造成固井質量不合格的隱患。在固井施工使用水泥漿之前，必須要進行小樣試驗，對相關生產參數進行調整，但由于管理和室內外環境差異，依然會存在室內實驗樣品與現場施工材料存在差異的實際問題。如果在二者參數誤差較大的情形下，將會對施工安全造成明顯影響，尤其是在現場施工中，大樣水存在陳化和緩凝劑材料失效等方面問題，造成施工安全隱患[2]。

2.2 水泥漿混配不均

受到技術人員操作水平影響，在現場施工中，水泥漿配置還存在混合不均、密度不一致的情形，由此造成不同作業時間段內的水泥漿稠化時間性能存在明顯差異。在水中加入不同的外加劑時，必須做好攪拌處理，對于密度較高或較低的灰樣，應當在灰庫內攪拌均勻后，再輸送至現場均勻地倒在井內。如果出現密度不一致的情形，就需要重新進行倒灰混合，直至密度與施工設計要求相一致[3]。

2.3 現場復核檢測不到位

由于水泥漿與鉆井液在作用機理方面存在較為明顯的差異，二者無法直接相容，在稠化時間上存在明顯偏差，必須要求施工前做好現場復核檢測工作。但是在某些施工管理環節中，對現場復核檢測工作重視不足，使得施工中存在較為明顯的安全隱患[4]。

2.4 固井施工設備狀況不達標

固井施工設備狀況不達標，無法滿足施工要求。我們都知道固井是一種“一次性”工程，出現任何的事故都將造成巨大的經濟損失。因此對作業時間性要求特別強，講究的是緊湊性和連續性。施工中一旦設備出現故障，勢必引發固井質量事故。所以固井前應該將這一問題考慮進去，也就是要現場施工配套要配套備用車組，如果施工車輛出現無法進行施工的情況，備用車輛要在最短的時間內進行銜接作業，保證固井施工的連續性。

2.5 井眼條件差或不規則

井眼條件差或井眼不規則；對于這種情況，固井工程師首先應該考慮的是什么原因造成出現這種情況，要根據現有的資料去反復論證。如果是地層原因，那么在固井前要考慮是不是應該先進行地層承壓試壓實驗，只有知道了地層承壓能力，我們才能做到壓穩地層同時不壓漏地層。同時井眼不規則也會造成“大肚子”井段，這就要求固井工程師在注水泥或替漿時，要考慮該井段上返速度，如果頂替效率達不到，容易導致水泥漿膠結不好，形成竄槽。同時復雜的井身軌跡和不規則的井眼條件，受扶正器數量和質量的限制，套管集中度難以保證，部分井段環空間狹小或套管緊貼井壁，都會造成水泥膠結質量差，影響固井質量。

3 提升水泥漿應用安全的基本策略

3.1 強化油井水泥質量檢測

要確保水泥漿在固井施工中的作用充分發揮出來，確保現場施工安全，首先要做好油井水泥的質量檢測工作。技術人員在進行質量檢測時，需要參照GB/T10238-2015《油井水泥》標準規范，結合現場施工進度分批次做好檢測工作。對于同一批次樣品，也要盡量擴大采用范圍，避免由于稠化時間偏差大對施工質量造成影響。

3.2 完善固井外加劑評價標準

由于外加劑生產工藝復雜及相關規范體系方面建設滯后等原因，當前在外加劑質量評價方面，還未形成統一的檢測標準及評價方法。不同企業所執行的企業標準，在檢驗項目、檢驗參數要求等方面，存在較大差異。部分企業的標準體系中，只規定了部分共性標準，在一些差異性標準方面沒有明確要求。這就使得施工中選擇外加劑缺乏統一的技術尺度，影響到實際應用中的質量控制效果。

3.3 加大外加劑抽查力度

由于外加劑評價標準方面的問題，要從根本上解決由此帶來的施工安全問題，需要施工管理部門加強對這方面工作的重視程度，制定完善的檢查制度，強化抽查工作的開展。在采購工作流程，需要對不同區塊、不同廠家采取不同類型的抽查方案，采用不定點、不定量的隨機性抽查模式，深入做好抽查工作。對于抽查過程中出現的問題，在明確質量問題產生原因基礎上，通過信息化的溯源模式，追查相關崗位和工作人員責任。同時，還要做好施工現場大樣的隨機抽查工作，確保材料質量達到要求。

3.4 強化水泥漿大樣的現場檢測

水泥漿大樣現場檢測是確保固井施工質量控制的最后環節，也是最為重要的環節。大樣的現場檢測，應當以具體管理辦法為依據，采用統一性的外加劑取樣標準，均勻、準確地完成取樣工作。對于重點井和一類井，還應當建立專門的現場檢測管理制度，對實驗內容進行準確界定，明確相關參數要求，采用先進的設備儀器開展檢測工作。以此才能夠在完善整體檢測體系前提下，全面落實精細化管理措施，為固井施工安全奠定良好基礎[5]。

3.5 強化施工組織管理

在水泥漿應用于固井施工中，實際應用質量還受到人為因素影響，因此還應當強化施工組織管理工作，明確不同施工流程中水泥漿注入的要點。在施工開始前，應當強化對施工人員的技術培訓，要求施工人員能夠熟練掌握檢測設備的應用要求，能夠準確判斷施工過程中出現的問題，并及時采取對應的措施進行處理。同時，還要能夠強化施工現場技術流程及規范體系建設，確保各個流程能夠有效銜接在一起，避免由于銜接不當造成的施工安全問題。

4 結束語

隨著固井施工作業要求水平提升，水泥漿在固井施工安全中的作用也更加重要。對于相關管理部門而言，必須在完善抽樣檢測和現場檢測工作體系基礎上，強化新型檢測技術應用，強化技術人員培訓，完善對應的獎懲制度，以此才能夠更好地提升整體管理質量，確保固井施工安全。